如图,在长度为4cm的两块玻璃平板之间夹一细金属丝,形成空气劈尖,在波长为λ=600.0nm的单色光垂直照射下形成干涉条纹。如果观察到相邻两明条纹间隔为△l=0.1mm,则金属丝直径为D=mm。如将金属丝通电,使之受热膨胀,则在上方A处可观察到干涉条纹向方向移动,条纹间距变(密或稀)。若在A处观察到干涉条纹移动6条,则金属丝直径的热膨胀量为

步骤 1：计算金属丝直径
根据空气劈尖干涉条纹的公式，相邻两明条纹间隔为 $\Delta l$，金属丝直径为 $D$，平板长度为 $L$，波长为 $\lambda$，则有：
$$
\frac{D}{L} = \frac{\Delta l}{\frac{\lambda}{2}}
$$
步骤 2：代入已知数值
代入 $L = 40mm$，$\Delta l = 0.1mm$，$\lambda = 600.0nm = 0.6\mu m$，则有：
$$
D = \frac{L}{\Delta l} \times \frac{\lambda}{2} = \frac{40}{0.1} \times \frac{0.6}{2} = 0.12mm
$$
步骤 3：分析干涉条纹移动方向和条纹间距变化
当金属丝受热膨胀时，金属丝直径变大，导致空气劈尖的厚度变大，干涉条纹向M方向移动，条纹间距变密。
步骤 4：计算金属丝直径的热膨胀量
若在A处观察到干涉条纹移动6条，则金属丝直径的热膨胀量为：
$$
\Delta D = 6 \times \frac{\lambda}{2} = 6 \times \frac{0.6}{2} = 1.8 \times 10^{-3}mm
$$